Connect with us

ΕΠΙΣΤΗΜΗ

Έλληνας ερευνητής δημιούργησε μετα-υλικό που θα ενισχύει το σήμα Wi-Fi

Έλληνας ερευνητής στον Καναδά δημιούργησε ένα καινοτόμο μετα-υλικό που μπορεί να ενισχύσει κατά πολύ το ασύρματο σήμα Wi-Fi. Ανακλαστήρες φτιαγμένοι από αυτό το υλικό, μπορούν να επιτρέψουν στο φως να μεταδώσει περισσότερα ασύρματα δεδομένα μέσω μίας μόνο συχνότητας.

Οι ερευνητές του Πανεπιστημίου του Τορόντο, με επικεφαλής τον καθηγητή Γιώργο Ελευθεριάδη, οι οποίοι έκαναν τη σχετική δημοσίευση στο περιοδικό «Nature Communications», δημιούργησαν μια «έξυπνη» μετα-επιφάνεια που έχει τη δυνατότητα να διπλασιάζει τη χωρητικότητα των υπαρχόντων δικτύων ασύρματης επικοινωνίας. Ανοίγει έτσι ο δρόμος, όπως ανακοίνωσαν, για μια επόμενη γενιά του Wi-Fi.

Ο κ. Ελευθεριάδης και οι συνεργάτες του ευελπιστούν ότι η ιδιότητα του νέου υλικού τους (full-duplex nonreciprocity) θα τύχει ευρείας πρακτικής εφαρμογής και ήδη δημιούργησαν τη νεοφυή εταιρεία LATYS Intelligence με έδρα το Μόντρεαλ, η οποία κατέχει τα εμπορικά δικαιώματα αξιοποίησης της νέας τεχνολογίας. «Είναι κάτι που πράγματι συμβαίνει. Μέσα στα επόμενα τρία έως πέντε χρόνια αυτή η τεχνολογία θα υιοθετηθεί», δήλωσε αισιόδοξος ο κ. Ελευθεριάδης.

Τα μετα-υλικά είναι συνθετικές δομές που συντίθενται από «λίθους», που είναι μικρότεροι από τα μήκη κύματος του φωτός, τα οποία μπορούν έτσι να «χειραγωγήσουν». Το χρησιμοποιούμενο υλικό από τους ερευνητές αποτελείται από επαναλαμβανόμενες επιμέρους μονάδες μεγέθους περίπου 20 χιλιοστών. Για τα μήκη κύματος του φωτός που είναι μεγαλύτερα, όπως τα μικροκύματα (τύπος φωτός που χρησιμοποιείται για τη μεταφορά του σήματος της κινητής τηλεφωνίας), αυτό το νέο μετα-υλικό φαίνεται σαν να σχηματίζει ένα ομοιογενές αντικείμενο (δηλαδή μια μετα-επιφάνεια).

Τα μικροκύματα ανακλώνται πάνω σε αυτή την μετα-επιφάνεια, κάνοντας το με ένα ασυνήθιστο τρόπο, καθώς επιδεικνύουν την ιδιότητα της μη αμοιβαίας απόκρισης (nonreciprocity). Όπως εξηγεί ο κ. Ελευθεριάδης, «όταν οδηγείς και κοιτάζεις τον πίσω καθρέφτη, βλέπεις τον οδηγό πίσω σου, ο οποίος μπορεί επίσης να σε δει, επειδή το φως ανακλάται στον καθρέφτη και ακολουθεί το ίδιο μονοπάτι προς τα πίσω. Αυτό που είναι ασυνήθιστο με το nonreciprocity, είναι ότι είναι διαφορετικό το μονοπάτι του κύματος προς τα πίσω. Βασικά, μπορείς να δεις κάποιον, αλλά αυτός δεν μπορεί να σε δει».

Επιπροσθέτως, το νέο μετα-υλικό επιτρέπει την καθοδήγηση και ενίσχυση της εισερχόμενης ακτίνας, πράγμα χρήσιμο σε πολλές εφαρμογές, από την ιατρική απεικόνιση και τα ηλιακά πάνελ μέχρι τις δορυφορικές επικοινωνίες και τη νηπιακή ακόμη τεχνολογία του μανδύα αορατότητας. Μεταξύ άλλων, οι νέες έξυπνες μετα-επιφάνειες μπορούν να φέρουν σημαντική πρόοδο στην ασύρματη επικοινωνία Wi-Fi.

«Στην καθημερινή εμπειρία», λέει ο Ελευθεριάδης, «ένα μικροκύμα που εκπέμπεται από ένα πύργο, φθάνει στο στόχο του, π.χ. σε ένα μόντεμ, και μετά επιστρέφει στον τηλεπικοινωνιακό σταθμό. Αυτό εξηγεί γιατί, όταν κανείς μιλάει στο τηλέφωνο, δεν μιλάει και δεν ακούει στο ίδιο κανάλι. Αν αυτό συνέβαινε, τα σήματα θα μπλέκονταν και δεν θα μπορούσε να ξεχωρίσει κανείς τη φωνή του από τη φωνή του συνομιλητή του».

Η σημερινή τεχνολογία δικτύων πέμπτης γενιάς 5G χρησιμοποιεί μόνο τέτοιες συνδέσεις «half-duplex», στις οποίες το σήμα χρησιμοποιεί ελαφρώς διαφορετικές συχνότητες ή την ίδια συχνότητα αλλά σε ελαφρώς διαφορετικό χρόνο, κάτι που δεν γίνεται αντιληπτό από τον χρήστη. Όμως η νέα πιο εξελιγμένη «full-duplex» αρχιτεκτονική επικοινωνίας που ανέπτυξε η ομάδα του Γ. Ελευθεριάδη, σημαίνει ότι κάποιος μπορεί να μιλάει και να ακούει στο ίδιο κανάλι ταυτόχρονα, μέσα στην ίδια συχνότητα, διπλασιάζοντας έτσι τη χωρητικότητα του συστήματος.

Η δυνατότητα λειτουργίας «full-duplex» υπάρχει σήμερα σε περιορισμένο βαθμό σε στρατιωτικά ραντάρ, αλλά ο τωρινός σχεδιασμός της είναι ακατάλληλος για εμπορικές εφαρμογές, όπως οι συσκευές κινητής τηλεφωνίας, λόγω του όγκου και του ψηλού κόστους του χρησιμοποιούμενου εξοπλισμού στις στρατιωτικές εφαρμογές. «Προτείνουμε έναν τελείως διαφορετικό μηχανισμό» τονίζει ο κ. Ελευθεριάδης, «στον οποίο όλα γίνονται με χρήση τυπωμένων κυκλωμάτων και ηλεκτρονικών εξαρτημάτων από πυρίτιο όπως τα τρανζίστορ». Ο ίδιος μάλιστα οραματίζεται «την ενσωμάτωση αυτών των μετα-επιφανειών στους τοίχους των κτιρίων». Έτσι, στο μέλλον ακόμη και οι τοίχοι των γραφείων και των σπιτιών μπορεί να παίξουν ζωτικό ρόλο στις δίκτυα Wi-Fi της επόμενης ή μεθεπόμενης γενιάς.

Ο Γ. Ελευθεριάδης είναι απόφοιτος της Σχολής Ηλεκτρολόγων Μηχανικών του ΕΜΠ (1988), με διδακτορικό στις τεχνολογίες τηλεπικοινωνιών από το Πανεπιστήμιο του Μίσιγκαν των ΗΠΑ (1993). Σήμερα είναι καθηγητής του Τμήματος Ηλεκτρολόγων Μηχανικών και Μηχανικών Υπολογιστών του Πανεπιστημίου του Τορόντο, με ειδίκευση στα νανοϋλικά και ηλεκτρομαγνητικά υλικά και στις εφαρμογές στους, θεωρούμενος διεθνώς πρωτοπόρος στα μετα-υλικά.

ΑΠΕ-ΜΠΕ

Continue Reading
Advertisement

ΕΠΙΣΤΗΜΗ

Μεταρρυθμίσεις για την αντιμετώπιση των επιπτώσεων στην υγεία από τα τυχερά παιχνίδια ζητά επιτροπή του «The Lancet»

Οι βλάβες που προκαλούν τα τυχερά παιχνίδια στην υγεία είναι πολύ πιο σημαντικές από ό,τι είχε προηγουμένως κατανοηθεί και επιδεινώνονται από την ταχεία παγκόσμια επέκταση και τον ψηφιακό μετασχηματισμό της βιομηχανίας τυχερών παιχνιδιών. Αυτό διαπιστώνει η νεοσύστατη Επιτροπή Δημόσιας Υγείας για τα Τυχερά Παιχνίδια του επιστημονικού περιοδικού «The Lancet» σε δήλωση που εξέδωσε.

Εκτιμάται ότι 80 εκατομμύρια ενήλικες παγκοσμίως αντιμετωπίζουν διαταραχές, λόγω του τζόγου. Το διαδικτυακό καζίνο και το διαδικτυακό αθλητικό στοίχημα είναι δύο από τους πιο ταχέως αναπτυσσόμενους τομείς τζόγου παγκοσμίως.

Οι βλάβες από τα τυχερά παιχνίδια περιλαμβάνουν προβλήματα σωματικής και ψυχικής υγείας, κατάρρευση των σχέσεων, αυξημένο κίνδυνο αυτοκτονίας και ενδοοικογενειακής βίας, αυξημένη εγκληματικότητα, απώλεια εργασίας και οικονομικές απώλειες.

Οι έφηβοι, τα παιδιά και τα άτομα από μειονεκτούσες κοινωνικο-οικονομικές ομάδες διατρέχουν μεγαλύτερο κίνδυνο. Επιπλέον, οι χώρες χαμηλού και μεσαίου εισοδήματος είναι λιγότερο προετοιμασμένες για να ρυθμίσουν τη βιομηχανία και να αντιμετωπίσουν τις βλάβες που προκαλεί.

Η καθηγήτρια του Πανεπιστημίου της Γλασκόβης και συμπρόεδρος της Επιτροπής, Χέδερ Γουάρντλ, αναδεικνύει τη μεταβαλλόμενη φύση των τυχερών παιχνιδιών, εξηγώντας ότι «οι περισσότεροι άνθρωποι σκέφτονται ένα παραδοσιακό καζίνο του Λας Βέγκας ή την αγορά ενός λαχείου. Δεν σκέφτονται μεγάλες εταιρείες τεχνολογίας που αναπτύσσουν μια ποικιλία τεχνικών για να κάνουν περισσότερους ανθρώπους να ασχολούνται πιο συχνά με ένα εμπόρευμα που μπορεί να εγκυμονεί σημαντικούς κινδύνους για την υγεία. Αυτή όμως είναι η πραγματικότητα του τζόγου σήμερα. Όποιος έχει κινητό τηλέφωνο έχει πλέον πρόσβαση σε αυτό που είναι ουσιαστικά ένα καζίνο στην τσέπη του, 24 ώρες το 24ωρο».

Η Επιτροπή ζητά τη θέσπιση αποτελεσματικής νομοθεσίας για τα τυχερά παιχνίδια σε όλες τις χώρες, ανεξάρτητα από το αν ο τζόγος επιτρέπεται νομικά. Αυτό θα πρέπει να περιλαμβάνει μειώσεις στην έκθεση του πληθυσμού και τη διαθεσιμότητα τυχερών παιχνιδιών, μέσω απαγορεύσεων ή περιορισμών πρόσβασης, προώθησης, μάρκετινγκ και χορηγίας. Προτρέπει τους υπεύθυνους χάραξης πολιτικής να αντιμετωπίζουν τον τζόγο ως ζήτημα δημόσιας υγείας, όπως αντιμετωπίζονται άλλα εθιστικά και ανθυγιεινά προϊόντα, μεταξύ των οποίων και το αλκοόλ και ο καπνός. Τέλος, ζητά την παροχή υποστήριξης και θεραπείας για τις βλάβες από τον τζόγο, παράλληλα με τις εκστρατείες ενημέρωσης για τις βλάβες αυτές.

Μ.Κουζινοπούλου

ΑΠΕ-ΜΠΕ

Continue Reading

ΕΠΙΣΤΗΜΗ

Εμβόλιο με βακτήρια «υπόσχεται» ανοσοθεραπεία για τον καρκίνο

Ερευνητές του Πανεπιστημίου Κολούμπια δημιούργησαν τροποποιημένα προβιοτικά βακτήρια που εκπαιδεύουν το ανοσοποιητικό σύστημα να καταστρέφει τα καρκινικά κύτταρα, ανοίγοντας τον δρόμο για μια νέα κατηγορία εμβολίων κατά του καρκίνου που εκμεταλλεύονται τις φυσικές ιδιότητες των βακτηρίων για να στοχεύσουν τον όγκο.

Στην έρευνα, που δημοσιεύθηκε στο περιοδικό «Nature», χρησιμοποιήθηκαν μοντέλα ποντικιών με προχωρημένο καρκίνο του παχέος εντέρου και μελάνωμα. Το εμβόλιο που αναπτύχθηκε ενίσχυσε το ανοσοποιητικό σύστημα για να καταστείλει την ανάπτυξη ή σε πολλές περιπτώσεις να εξαλείψει τον πρωτογενή και μεταστατικό καρκίνο, αφήνοντας ταυτόχρονα τα υγιή μέρη του σώματος ανεπηρέαστα.

Όπως επισημαίνουν οι ερευνητές, αυτά τα εμβόλια μπορούν να εξατομικευτούν, ώστε να επιτίθενται στον πρωτογενή όγκο και τις μεταστάσεις σε κάθε άτομο, αλλά και να αποτρέψουν μελλοντικές υποτροπές.

Τα βακτήρια έχουν χρησιμοποιηθεί στη θεραπεία του καρκίνου ήδη από τα τέλη του 19ου αιώνα, ενώ χρησιμοποιούνται ακόμη και σήμερα ως θεραπευτικό μέσο σε ασθενείς με καρκίνο της ουροδόχου κύστης σε αρχικό στάδιο. Στη συγκεκριμένη έρευνα, οι επιστήμονες έκαναν πολλαπλές γενετικές τροποποιήσεις σε ένα προβιοτικό στέλεχος βακτηρίων E.coli για να ελέγξουν με ακρίβεια τον τρόπο με τον οποίο τα βακτήρια αλληλεπιδρούν με το ανοσοποιητικό σύστημα και το εκπαιδεύουν, ώστε να προκαλέσουν την εξάλειψη του όγκου.

Μ. Κουζινοπούλου

Φωτογραφία: Τροποποιημένα βακτηριακά κύτταρα (μοβ) ενεργοποιούν διάφορα μέρη του ανοσοποιητικού συστήματος για να επιτεθούν σε καρκινικά κύτταρα (γκρι). Credit: Columbia University

ΑΠΕ-ΜΠΕ

Continue Reading

ΕΠΙΣΤΗΜΗ

Ερευνητές δημιουργούν έναν από τους πρώτους ολοκληρωμένους χάρτες για τις αλλαγές στον εγκέφαλο κατά την εγκυμοσύνη

Περιοχές του ανθρώπινου εγκεφάλου μπορεί να συρρικνώνονται σε μέγεθος κατά τη διάρκεια της εγκυμοσύνης, αλλά έχουν καλύτερη συνδεσιμότητα, ενώ λίγες μόνο είναι οι περιοχές του εγκεφάλου που παραμένουν ανέγγιχτες κατά τη μετάβαση στη μητρότητα. Τα παραπάνω προκύπτουν από έρευνα που δημοσιεύθηκε στο περιοδικό «Nature Neuroscience» και φαίνεται να αποτελεί έναν από τους πρώτους ολοκληρωμένους χάρτες των αλλαγών στον εγκέφαλο στην εγκυμοσύνη.

 

Οι ερευνητές από το εργαστήριο της Έμιλι Τζέικομπς, καθηγήτριας του Πανεπιστημίου της Καλιφόρνιας στη Σάντα Μπάρμαρα, ανέλυσαν τις αλλαγές στον εγκέφαλο μιας υγιούς γυναίκας 38 ετών. Διενήργησαν 26 μαγνητικές τομογραφίες και αναλύσεις αίματος από τις τρεις εβδομάδες πριν από τη σύλληψη (τέσσερις τομογραφίες), κατά τη διάρκεια των τριών τριμήνων της εγκυμοσύνης (15 τομογραφίες) και έως τα δύο πρώτα χρόνια μετά τον τοκετό (επτά τομογραφίες).

 

Οι πιο έντονες αλλαγές που διαπίστωσαν οι επιστήμονες ήταν η μείωση του όγκου της φαιάς ουσίας στον φλοιό, καθώς αυξήθηκε η παραγωγή ορμονών κατά τη διάρκεια της εγκυμοσύνης. Αυτή η μείωση δεν είναι κατ’ ανάγκη κακή, όπως υπογραμμίζουν οι ερευνητές, αλλά θα μπορούσε να υποδηλώνει μια «τελειοποίηση» των εγκεφαλικών κυκλωμάτων, όπως αυτή που συμβαίνει σε όλους τους νεαρούς, καθώς περνούν από το στάδιο της εφηβείας.

 

Παρατηρήθηκαν, επίσης, εμφανείς αυξήσεις στη λευκή ουσία, που είναι υπεύθυνη για τη διευκόλυνση της επικοινωνίας μεταξύ των περιοχών του εγκεφάλου. Ενώ η μείωση της φαιάς ουσίας παρέμεινε για μεγάλο χρονικό διάστημα μετά τον τοκετό, η αύξηση της λευκής ουσίας ήταν παροδική, κορυφώθηκε στο δεύτερο τρίμηνο της εγκυμοσύνης και επέστρεψε στα προ της εγκυμοσύνης επίπεδα περίπου κατά τη στιγμή της γέννησης.

 

Προηγούμενες μελέτες είχαν ερευνήσει συγκεκριμένες φάσεις αυτών των αλλαγών του εγκεφάλου, ωστόσο τα ευρήματα αυτής της μελέτης, παρατηρούν οι ερευνητές, μπορεί να αποτελούν έναν από τους πρώτους ολοκληρωμένους χάρτες των νευροανατομικών αλλαγών πριν, κατά τη διάρκεια και μετά την εγκυμοσύνη.

 

Επίσης, οι ερευνητές σημειώνουν ότι αν και απαιτείται περαιτέρω έρευνα για τη διερεύνηση των μακροπρόθεσμων επιπτώσεων της εγκυμοσύνης στον εγκέφαλο και των συνεπειών αυτών των εγκεφαλικών αλλαγών, τα ευρήματα βελτιώνουν την κατανόηση των νευρικών αλλαγών που σχετίζονται με την εγκυμοσύνη.

 

Η έρευνα αυτή μπορεί να αποτελέσει σημείο εκκίνησης για μελλοντικές μελέτες, προκειμένου να γίνει κατανοητό αν το μέγεθος ή ο ρυθμός αυτών των εγκεφαλικών αλλαγών περιέχουν ενδείξεις σχετικά με τον κίνδυνο μιας γυναίκας για επιλόχειο κατάθλιψη ή συνδέονται με άλλες επιπτώσεις, όπως η γήρανση του εγκεφάλου ή οι γονεϊκές συμπεριφορές.

Μ.Κουζινοπούλου

ΑΠΕ-ΜΠΕ

Continue Reading

ΤΑ ΔΗΜΟΦΙΛΗ ΤΗΣ ΕΒΔΟΜΑΔΑΣ